LF精煉爐脫硫工藝制度的研究與優(yōu)化

1、LF精煉爐脫硫工藝制度的研究與優(yōu)化隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)煉鋼生產(chǎn)率、鋼的成本、鋼的純凈度以及使用性能等方面，都提出了越來越高的要求。這使傳統(tǒng)的煉鋼設(shè)備和煉鋼丄藝難 以滿足需求。爐外精煉也稱二次精煉或鋼包冶金，將在常規(guī)煉鋼爐中完成的精煉 任務(wù),部分或全部地移到鋼包或其它容器中進(jìn)行，達(dá)到提高鋼質(zhì)量的U的。LF爐 作為爐外精煉設(shè)備的一種，具有優(yōu)異的綜合性能，鋼液經(jīng)過LF爐處理可以提高 純凈度。本文在分析研究脫硫的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上，結(jié)合LF爐的生產(chǎn)實(shí)際，對(duì) 其工藝參數(shù)及操作制度進(jìn)行了研究和優(yōu)化。通過控制轉(zhuǎn)爐下渣量、LF爐快速造 渣及加快脫硫反應(yīng)速率等措施，可以實(shí)現(xiàn)LF爐生產(chǎn)工序及整個(gè)煉鋼車間生

2、產(chǎn)工 序的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低成本。關(guān)鍵詞：LF爐；脫硫；造渣1-1爐外精煉技術(shù)的發(fā)展隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工農(nóng)業(yè)對(duì)鋼材質(zhì)量要求的提高，鋼廠普遍采用了 爐外精煉工藝流程，它已成為現(xiàn)代煉鋼丄藝中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。山于這種技 術(shù)可以提高煉鋼設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善鋼材質(zhì)量，降低能耗，減少耐材、能源和 鐵合金消耗，因此，爐外精煉技術(shù)己成為當(dāng)今世界鋼鐵冶金發(fā)展的方向，對(duì)于爐 外精煉技術(shù)存在的問題及發(fā)展方向有必要進(jìn)行探討。鋼中的硫、磷、氫、氧、氮 含量大大地影響了鋼的性能，如抗拉強(qiáng)度、成型性、可焊性、抗腐蝕性和疲勞性能等。當(dāng)鋼中硫、磷之和低于6004%,且氫、氧、氮含量較低時(shí)，鋼的性能會(huì) 產(chǎn)生較大的變化，尤其

3、是抗腐蝕性、低溫脆性、可焊性和成型性會(huì)有兒倍其至兒 十倍的提高，這比添加合金元素更有效。為此，作為冶煉高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼的必要手段爐外精煉，必須有效地脫除朵質(zhì)元素來提高鋼的質(zhì)量、改善鋼的性能。我國鋼鐵工業(yè)在品種、質(zhì)量、消耗、成本及勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面與發(fā)達(dá)國家相 比還很落后，主要表現(xiàn)在鋼的化學(xué)成分波動(dòng)范W大，硫、磷等有害元素和氣體、 非金屬夾雜物含量相對(duì)較高，即鋼的純凈度差，從而使鋼材的性能不穩(wěn)定。隨著 中國加入世界貿(mào)易組織，中國鋼材己進(jìn)入全球化序列?，F(xiàn)在我們已清醒感覺到危 機(jī)感和競(jìng)爭總識(shí)，因此，提高鋼水在線精煉率，采用適合我國國情的精煉設(shè)備并 吸取發(fā)達(dá)國家成功的經(jīng)驗(yàn)，選擇那些對(duì)降低成本、提高質(zhì)量有突出作

4、用的關(guān)鍵技 術(shù)，用以發(fā)展和提高我國爐外精煉技術(shù)已成為當(dāng)務(wù)之急。1-2實(shí)施LF爐精煉工藝的必要條件為了獲得U*鋼包精煉爐對(duì)鋼液進(jìn)行加熱及還原精煉的最佳效果，必須考慮 下列潛在不利條件：出鋼帶渣，鋼包耐火材料選擇，鋼水與空氣接觸等。LF爐使用氣體攪拌鋼水，應(yīng)盡可能減少初煉爐出鋼帶渣量。因?yàn)槌鯚挔t爐渣含有FeO、$i6、PQ,和MiiO等氧化物和氫，這些活性氧化物不穩(wěn)定，在攪 拌過程中與鋼水混合，會(huì)導(dǎo)致回磷，此外還會(huì)增加鋼中的氧活度，影響脫硫精煉 效果。U前已開發(fā)出多種擋渣技術(shù)，可消除或把鋼包內(nèi)氧化渣降至最低，如擋渣帽、擋渣塞、滑動(dòng)水口出鋼、偏心爐底出鋼(EBT)、氣動(dòng)擋渣等。1.X2鋼包耐火材料鋼

5、包耐火材料含有不同量的$i6、FeO、堿金屬和Hz。當(dāng)這些氧化物與脫氧 后的鋼水接觸時(shí)，顯得很不穩(wěn)定，如果含量較大，就會(huì)造成類似初煉爐爐渣的有 害作用。LF爐精煉丄藝要達(dá)到最佳效果，包襯至少應(yīng)ll7O%AlxO.耐火磚砌筑, 并且使用時(shí)應(yīng)將其預(yù)熱到1090 C.以使精煉處理過程中鋼水溫度損失和結(jié)渣最少，當(dāng)精煉超低硫鋼($42 LF爐精煉效果LF爐具備以下冶金效果：h脫氧：Z脫硫；1去除夾朵；4成分和溫度調(diào)整控制。卩煉方法可達(dá)到的純潔度如表(所示。表(u粘煉方法可達(dá)到的純潔度可達(dá)到的純凈度/XK)精煉方法【$OHNLF101030經(jīng)過LP處理的鋼可達(dá)到很高的質(zhì)量水平:(脫硫率可達(dá)50%,可生產(chǎn)出

6、硫含量W0.6%的鋼。如果處理時(shí)間充分,其至可達(dá)到硫含量0.005%的水平。2可生產(chǎn)高純度鋼，鋼中夾雜物總量可降低50%,大顆粒夾雜物兒乎全部能去除；鋼中含氧量可達(dá)到1O30ppm,3成分控制精度高可以生產(chǎn)出諸如C loot%、Si LO.02%、Mil 1 602帕等元素含量范ffl很窄的鋼。4XF爐精煉對(duì)鋼水成分的影響除能脫氧、脫硫等有利影響外，山于操作不當(dāng)或工藝中的不足，往往容易造 成以下不利影響:(增碳，山于石墨電極加熱和造渣材料中含碳造成;九增氮，主要與電弧加熱、吹不當(dāng)以及爐渣發(fā)泡不良造成鋼液裸露有關(guān);S3W氫，與渣脫氧、H20含量以及初始?xì)浜坑嘘P(guān);4回磷，主要山于脫氧引起;5鋁、

7、硅損失，山于脫氧反應(yīng)，使鋁、硅會(huì)有損失。2 LF精煉爐脫硫的基本理論2-1硫在鋼中的危害性及目前存在的問題2兒2硫的危害硫是鋼中常見的有害元素之一，對(duì)鋼材性能有諸多不利影響。鋼鐵冶金中硫 主要來自燃料和礦石，由于它對(duì)金屬材料的危害，使脫硫任務(wù)成為冶金行業(yè)的首 要任務(wù)。在生產(chǎn)中可以采取相應(yīng)的措施脫除鋼中的硫，達(dá)到生產(chǎn)和使用的要求。h熱脆。即鋼中含5；0.08%時(shí)，在不加Mu的悄況下凝固時(shí)，在晶界產(chǎn)生低熔點(diǎn)的共晶化合物FeO-*Fe$（熔點(diǎn)為940C）,高濃度的氧加速了它的形成。其 熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于軋、鍛溫度（IISOC左右），熱加工時(shí)即在鋼坯內(nèi)液體處開裂。合適的 鐳含量可防止這一現(xiàn)象的發(fā)生。但過高的硫

8、會(huì)產(chǎn)生過多的M2夾雜物，軋鍛后的 硫化物夾朵被拉長，降低鋼的強(qiáng)度。使鋼的磨損增大，明顯的降低鋼的橫向機(jī)械 性能，降低鋼的深沖壓性能【5】。2疲勞斷裂。鋼材的疲勞斷裂是由于在使用過程中鋼材內(nèi)部顯微裂紋不斷擴(kuò)展的結(jié)果。在加工時(shí)，鋼材內(nèi)的非金屬夾雜物周圉能產(chǎn)生此類裂紋。因此，在分 析夾朵物對(duì)鋼材疲勞性能的影響時(shí)，不易分清何種顯微裂紋是主要的疲勞斷裂的 起因。根據(jù)統(tǒng)訃，在加工過程中，較脆而不易變形的夾雜物，比塑性夾雜物，對(duì) 疲勞性能更為有害。很多硫化物在加工溫度下，其至在鋼材的工作溫度下，都有 高度的變形塑性，在鋼與夾雜物的界面上并不發(fā)生裂紋，因此這些硫化物對(duì)疲勞 性能并無有害影響。據(jù)報(bào)道：硅酸鹽夾雜

9、物中存在的硫化物相能減少硅酸鹽夾雜 物對(duì)疲勞陛能的有害影響。S機(jī)械性能。硫化物夾雜對(duì)鋼材機(jī)械性能的影響，除了與其數(shù)量、大小及分布有關(guān)外，還和其形狀有關(guān)系。當(dāng)鋼材中存在著條狀或片狀的夾雜物的時(shí)候，鋼 材的橫向拉伸性能和沖擊性能一定會(huì)受到不ft影響。相反，如果能使鋼中夾雜物 的數(shù)量和大小都得以減小，那么上述機(jī)械性能也將得到改善。硫化物一般容易在 加工過程中變成長條或片狀，這對(duì)鋼材的機(jī)械性能是不利的因素。為改善硫化物 形狀，近年來發(fā)展了噴粉脫硫技術(shù)。噴粉冶煉過程不僅能減少硫在鋼中的含量, 從而也就是減少硫化物夾朵的數(shù)量和控制其大小，而且還能控制硫化物和其它化 合物夾朵的形狀。U前，得到含硫量0.00

10、5%的鋼己不是困難的事。在同樣的含 硫量或含硫化物夾朵量的悄況下，夾雜物的大小起著很大的作用，夾朵物大，對(duì) 鋼材的局部性能的影響也就大了。對(duì)于夾雜物如何影響鋼豹機(jī)械性能所進(jìn)行的基 礎(chǔ)研究是非常重要的。鋼中不可能沒有夾雜物，因此可以認(rèn)為夾雜物是鋼的不可 避免的組成部分。它們的性質(zhì)、形狀、大小和分布不同會(huì)給鋼材帶來不同的影響, 而工藝手段能在一定程度上影響夾雜物的性質(zhì)、形狀、大小和分布。近來在這方 面的研究已給煉制高質(zhì)量的鋼提供了必要的依據(jù)，促進(jìn)了爐外脫硫和爐外精煉脫 硫等新工藝的發(fā)展。例如，硫化物夾朵對(duì)鋼的塑性斷裂有影響。斷裂過程實(shí)際上 是在硫化物夾雜周圍形成空洞和空洞長大聚合的過程。硫化物夾雜

11、和銅基體之間 的結(jié)合力很弱，微小的應(yīng)變就會(huì)使界面上形成空洞。沿主應(yīng)變方向空洞會(huì)長大, 而空洞的橫長大還未發(fā)現(xiàn)過。在發(fā)生斷裂以前，這些空洞要聚合。而空洞的聚合 和鋼內(nèi)硫化物夾雜的體積分?jǐn)?shù)、夾雜大小和分布均有密切聯(lián)系，如果對(duì)這一關(guān)系 有所了解，那么就有可能對(duì)鋼的清潔度提出適當(dāng)?shù)囊?，因而?duì)煉鋼工藝也能提 出相應(yīng)的要求。4坑蝕現(xiàn)象。對(duì)鋼的坑蝕機(jī)理還有爭論，但坑蝕起源于硫化物等夾雜的事實(shí)是公認(rèn)的。主要的問題是如何避免山于硫化物夾雜所引起的鋼材坑蝕現(xiàn)象，為此 就應(yīng)該防止在鋼中生成MM、Fe$型的夾雜物。在鋼的焊接過程中，鋼中的硫化 鐳夾朵能引起熱撕裂。焊接鋼材時(shí)，熱影響區(qū)的溫度升高，焊肉邊緣處可達(dá)到熔

12、化溫度。在熱影響區(qū)內(nèi)，原奧氏體晶界上能出現(xiàn)顯微裂紋。其原因是硫化鐳在熱 影響下進(jìn)入奧氏體晶界中，而冷卻時(shí)，熱影響區(qū)收縮，奧氏體晶界上的硫化鐳夾 朵就造成了顯微裂紋。2兒2 U前存在的問題硫?qū)︿摬牡奈：κ蔷薮蟮?。因此，隨著丄業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)鋼材質(zhì)量 提出更高要求的時(shí)候，降低硫含量是一個(gè)重要的方面。無論是高寒地區(qū)石油管道、 天然氣管道、海上采油平臺(tái)，還是大斷面鋼件、航空用鋼等等，都要求鋼材中硫 含量小于O.OO5%o對(duì)于薄板坯連鑄鋼水，山于其高拉速，高冷卻強(qiáng)度，為保證 正常澆注，避免出現(xiàn)裂紋，對(duì)硫含量有更高的要求，一般要求控制在0.008%以 下。為保證能進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，要求LF脫硫速度快，一

13、般要求在10-20分鐘之內(nèi) 將鋼水中硫降至SOppm以下。我國屬于鋼鐵的主要生產(chǎn)國家之一，有些對(duì)鋼的純凈度要求特別高的鋼種主 要還是依靠進(jìn)口，例如動(dòng)車的軸承。而我們國家的一些小型或者中等的鋼廠對(duì)硫的含量控制的并不是太好。這得需要大國營企業(yè)的幫助。況且現(xiàn)在的鋼鐵企業(yè)競(jìng) 爭的特別激烈，能夠生產(chǎn)出來超低硫的鋼種是每個(gè)鋼鐵企業(yè)所希望的。下面是某個(gè)中等鋼廠通過對(duì)國營鋼廠的學(xué)習(xí)后對(duì)自廠的60tLP粘煉爐的精 煉工藝進(jìn)行改進(jìn)后的結(jié)果。表2對(duì)比悄況兀素SOHN未改進(jìn)詢100*10*150*10*80*10*100*10*改進(jìn)后75*10*100*10*65*10*80*10*通過改進(jìn)，$儈量降低了【O含量降低

14、了量降低J 18.7%,N含量降低了20%。改進(jìn)后的工藝將精煉用的預(yù)頂渣在轉(zhuǎn)爐出鋼位加入，通過一定 時(shí)間的軟吹將加的料融化，這樣可以減少精煉的時(shí)間。在確定造好具有一定堿度 的口渣后加大氮?dú)獾膲毫?，使鋼一渣充分反映，鋼液中的硫很快就被脫掉。這樣 既保證了鋼液的質(zhì)量，同時(shí)也降低了成本。U前許多的鋼廠已經(jīng)釆用這種精煉工 藝，而實(shí)際效果也比較明顯。下面進(jìn)一步分析如何脫硫。2.2脫硫熱力學(xué)分析221脫硫反應(yīng)脫硫是LP爐非常重要的精煉效果之一，一般使鋼中硫在602%下已較容易達(dá) 到，隨著用戶對(duì)鋼材質(zhì)量要求的不斷提高，深度脫硫已成為廣大冶金工作者關(guān)注 的問題【7 i現(xiàn)已公認(rèn)的鋼一渣間脫硫反應(yīng)是根拯爐渣離子理

15、論提出的下列反應(yīng) 式:S+(o2-) = (s2-) + O 2平衡常數(shù):a 0 *a,二 一 oKs=|S1*%2-分配系數(shù):Ls =侮=Ks 4Q2-*f=心 No2.*To2-*ffs】%s as二厶帰oi*治也式中:冷一平衡常數(shù);lu-硫分配系數(shù);“01、如2、52.依次為鋼中氧、鋼中硫、渣中氧離子、離子活度;N渣中氧離子摩爾分?jǐn)?shù);fjor fS|、心、3 依次為【0】、【$】、【O】、$2町的活度系數(shù);鋼中氧濃度。常用硫容(C$)的概念來表示爐渣的脫硫能力。I “x (4 )(5)一窗 3。 【S硫的分配比關(guān)系式為:IgLs =935/1+1.357+IgC,+lgf,-lga_,I

16、、山式(3)、(4)武可以看出，提高硫容比和硫的活度系數(shù)，降低氧活度，有利于提高硫的分配比。2.3脫硫的動(dòng)力學(xué)分析動(dòng)力學(xué)研究反應(yīng)過程的脫硫速率和機(jī)理(即反應(yīng)的中間歷程)，找出提高或控制反應(yīng)速率的途徑。在化學(xué)反應(yīng)中，過程是遠(yuǎn)離平衡的程度，阻力的倒數(shù)稱為動(dòng)力學(xué)常數(shù)或速率常數(shù)。決定反應(yīng)速率的最基本因素有化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)兩點(diǎn)。因冶金反應(yīng)多在高溫下進(jìn)行，活化分子較多，因此，在大多數(shù)冶金反應(yīng)中，反應(yīng)速率的限制性環(huán)節(jié)是傳質(zhì)。2.4 LF爐合成精煉渣系的研究現(xiàn)狀2.4 J CaOCaFx 渣系CaO-CaFx渣系具有很強(qiáng)的脫硫、脫氧能力。該渣系在1500 C下的硫容高達(dá)60執(zhí)CaOCaFz渣系中，CaO的主要作

17、用是提高堿度，而CaF?的主要作用是降低合成渣的熔化溫度，提高爐渣流動(dòng)性，這樣更有利于脫硫。CeiO jCaF.應(yīng)有一合適比例，比值過高，渣中CaOfr量過高，流動(dòng)性差，爐渣熔化溫度高,既浪費(fèi)了能源，乂使精煉效果不理想；比值過低，渣中CaFz含量過高，堿度不夠，對(duì)脫硫不利，對(duì)爐襯的侵蝕加劇。國內(nèi)外常用的CaO/CF2比值介于6/4和8/2之間，個(gè)別的也有達(dá)到的。該渣系的最大缺點(diǎn)是含有較高的CaFx, 一方面對(duì)爐襯的侵蝕較快，使?fàn)t齡縮短；另一方面乂對(duì)大氣造成了污染，同時(shí)冶金過程中揮發(fā)的氟會(huì)危害操作工人的身體健康。冶煉超低硫鋼用各種精煉渣系見表氛表3冶煉超低硫鋼用精煉渣系研究考研究方法渣系及渣量結(jié)

18、果及主要結(jié)論4t鋼包CaOAlaOjfllCaO CaFi-渣屋 102Obg$3=8*10 Lorain電爐、轉(zhuǎn)爐出發(fā)熱型CdOAbO,合成渣，渣呈出鋼過程n 1=3060%ts鋼5bg/t室蘭廠倒包+LF+X空脫氣石灰+螢石3 BObg/tR二3$8*1O M$min=2*1O 池田隆里實(shí)臉室CaOAkOsCaFi/CaOCaFs鎮(zhèn)靜鋼渣:兇5hg/t，C$i(15bdtfllBOb9/t鎮(zhèn)靜鋼CaO-CaFz效果好柯樹華CIO5t和201轉(zhuǎn)爐岀鋼73%右灰+15%螢石+12%n 1=56%梅池一誠6OtLF 爐CaOAUOjSiOiCaFi渣 W：34%爐 i1*rR=232,7zS=2

19、O*1O 成國光實(shí)驗(yàn)室BaOCaO-MgOAbO-$iOi添加7%BJ520b9渣量為Shg/t, s=2O%,渣量為2Obg/tGaryWBCl41鋼包68%CaO-9%AlaO315%CaFa8%AI$2O*1O鋼包耐火材料壽命明顯降低有賀昭三卯25Ot鋼包噴粉n 1=80%. $min=3*lO 2.4.2 CaOAbCh 渣系COAbOd渣系也具有較強(qiáng)的脫硫能力，該渣系也被用來生產(chǎn)超低硫鋼。E.T Turkdogan等人對(duì)熔融氧化物的硫容進(jìn)行了研究，他們認(rèn)為與硅酸鹽相比，鋁酸鹽的脫硫速度和硫容更大?？梢?，釆用該渣系脫硫潛力很大。近年來, 國內(nèi)外鋼廠從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等角度考慮，也迫切要求采用

20、無氟或低氟的精煉渣系來 代替CaO-CaF渣系。到U前為止，已知的精煉渣系CaO/AkOa/t J 1/1* j2/l之間,但該渣系的爐渣流動(dòng)性稍差，這需要在以后的工作中進(jìn)一步研究、解決。2.4.3 CaOAkOjCF2渣系就國內(nèi)外應(yīng)用的悄況來看，無氟渣存在流動(dòng)性不好的缺點(diǎn)，完全采用無氟渣系還有待研究刃。國內(nèi)部分鋼廠和國外很多鋼廠都在CdOAlHOj渣系的基礎(chǔ)上加入適量CaFx.形成CaOAkOjCaFa渣系，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，山于脫氧產(chǎn)物和精煉渣原料中都會(huì)不可避免的帶入部分$iO2,因而實(shí)際渣系為CdOAI2O3SiOlCaFi四元渣系。Km和Richardson測(cè)定了該渣系在1550C時(shí)

21、的硫容量，如圖2所示。測(cè)定結(jié)果表明，CaR對(duì)渣的硫含量影響很小，而主要取決于CaO/AkO*的大小。IglO隨6已含量的變化曲線如圖2所示。當(dāng)CaO/AkOaM一定時(shí)，隨CaF?含量增加，呈一平滑拋物線，16O%后，CaO含量提高能使脫硫效果降低。XAI2O3國內(nèi)外許多文獻(xiàn)對(duì)爐外精煉渣中AbOj的行為進(jìn)行了研究，U前還沒有獲得 一致的結(jié)論。有些研究者認(rèn)為刃AHO*含量在15%-4O%范圍內(nèi)，能取得較好 的脫硫效果。但另外一些文獻(xiàn)表明陽“此范用內(nèi)，隨AbCh含量的增加，渣的 粘度將增加，不利于脫硫。近年來，CO-ALCh系精煉渣在爐外精煉過程中被 廣泛采用，但渣中AbO.對(duì)脫硫效果的影響仍不十分

22、清楚，尤其對(duì)于以CaOAbOj為基的預(yù)熔渣中AbO?的行為至今未見文獻(xiàn)報(bào)道。3XaF2CcdFz可顯著降低精煉渣粘度，使?fàn)t渣流動(dòng)性改善，增加傳質(zhì)，有利于脫硫。但其量過大，不僅不利于脫氧，而且對(duì)爐襯侵蝕也較快。對(duì)發(fā)泡效果而言，其影 響是兩方面的一方面，的增加使表面張力降低，有利于爐渣發(fā)泡，但另 一方面，使?fàn)t渣粘度降低，不利于發(fā)泡，不過在整個(gè)發(fā)泡過程中，張力起主導(dǎo)作 用。因此，CeiFz的增加有利于爐渣發(fā)泡，但其缺點(diǎn)是穩(wěn)定性較差，所以，在與CaOS相匹配的基礎(chǔ)上控制其加入量為5%-15%o圖3顯示了CciFz作為助熔劑具有顯著的效果，可以明顯的降低精煉渣中高熔點(diǎn)組分的熔化溫度，這對(duì)于冶煉過程中減輕

23、LP爐的負(fù)擔(dān)、增加冶煉強(qiáng)度、縮短冶煉周期是有利的。SO圖SCciFz的二元系相圖4.MgO精煉渣中的MgO主要來源于渣料和耐火材料，從熱力學(xué)角度看，MqO也能 提供cP離子，其脫硫能力略低f CaOo關(guān)于MgO對(duì)爐渣脫硫的影響，尚缺乏系統(tǒng)的資料。一般認(rèn)為【停)渣中MgO15%tl 大量的M.O會(huì)顯著提高爐渣粘度，惡化脫硫的動(dòng)力學(xué)條件，使?fàn)t渣脫硫能力下 降。但文獻(xiàn)普遍認(rèn)為【叫Mg的存在對(duì)于延長耐火材料的壽命是有益的，因此, 爐外精煉過程中，渣中應(yīng)保持一定的M.O含量。乩渣中其它組元在爐外精煉渣中，通常還含有FeO. M2、P26等組元。(FeO+MnO)含量的多少標(biāo)志著爐渣氧化性的大小，因此渣中

24、w(FeO+MiiO)對(duì)爐外精煉過程渣一鋼 間硫的分配比有重要影響。因?yàn)闋t渣中2(FeO+MnO)含量的減少，促使與之平衡鋼水氧活度降低，從而有利于脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。目前，精煉終點(diǎn)一般將渣中的(FeO I MnO)含量控制在2%以下，國外冶煉超低硫鋼時(shí)基本都控制在65%以下。文獻(xiàn)口認(rèn)為要使終點(diǎn)硫含量小ho 則渣中(FeOMnO)含量應(yīng)不大于66%。郭上型等人在一次丄業(yè)性實(shí)驗(yàn)眈】中給出了一種LF爐固體合成精煉渣21%$iO255%CaOISAhOj8%MgO, W(FeO+MnO)2O%* 在40t的LF鋼包 爐上進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。在這次的試驗(yàn)中，他們考慮了爐渣的氧化性對(duì)脫硫率的影響。(FeO+MnO

25、)含量對(duì)實(shí)際硫分配比心)的影響見圖4。從圖中可見，在w(FeO+MnO)XO%X5%時(shí)，實(shí)際硫分配比隨其含量降低 而升高，兒乎呈線性增加。其原因是渣(FeO+MnO)含量減少，促使鋼中氧活度降低，從而使L$提奇。因此應(yīng)盡量降低渣中(FeO+MnO)含量，其最佳值為王展宏也在研究中指出【刃：作為還原尺度的渣(F電O I MiiO)的含量對(duì)硫的分配比成反比關(guān)系，即隨著渣中(FeO i MnO)含量的提高，硫的分配比降低，對(duì)爐渣脫硫不利，見圖5。圖5渣中(FeO+MiiO)含量與硫分配比的關(guān)系3J.2爐渣物理性質(zhì)對(duì)脫硫的影響爐渣的物理性質(zhì)包括的內(nèi)容較多，主要有密度.粘度、熔化溫度.表面張力、 電導(dǎo)等

26、，但相對(duì)于脫硫而言，對(duì)其影響最大的主要是粘度和熔化溫度。3.1.3爐渣粘度對(duì)脫硫的影響爐渣粘度是影響渣一鋼界面脫硫反應(yīng)的巫要因素，液相中的傳質(zhì)速率與熔渣 的粘度成反比。在精煉脫硫過程中，若爐渣粘度過大，則惡化了脫硫的動(dòng)力學(xué)條 件，造成脫硫困難。提奇爐渣的流動(dòng)性，可以減小乳化渣滴的平均直徑，從而增 大渣鋼的接觸面積，促進(jìn)脫硫。粘度過小，爐渣向耐火材料的滲透能力增加，會(huì) 造成耐火材料損耗增加，同時(shí)在精煉爐中也不利于實(shí)現(xiàn)爐渣埋弧操作。因此，要 求爐渣粘度適中，具有一定的流動(dòng)性。3兒4爐渣熔化溫度對(duì)脫硫的影響爐渣山大量的氧化物和少量的硫化物及其它化合物組成，有些化合物乂相互 組合成更復(fù)雜的化合物。因此

27、爐渣沒有固定的熔化溫度，是從開始軟化到熔化完 了的溫度范脫硫過程能否正常進(jìn)行，往往和爐渣的熔化溫度有關(guān)。在一定的爐溫下，爐渣的熔化溫度越低，過熱度越高，流動(dòng)性越好，渣一鋼間脫硫反應(yīng)就 越快。所以爐渣的熔化溫度是爐渣脫硫的一個(gè)重要影響因素。但是實(shí)際生產(chǎn)中不 能單純追求熔化溫度低，還要考慮爐渣的其它性質(zhì)來選擇最適宜的成分。因?yàn)闋t 渣熔點(diǎn)變化，意味著它的成分變化，而成分變化就會(huì)引起爐渣堿度和其它性質(zhì)的 變化，從而影響到整個(gè)脫硫過程。3.2冶煉工藝條件對(duì)脫硫的影響冶煉溫度、渣量、環(huán)境氣氛等都對(duì)脫硫有不同程度的影響，下面逐一分析。溫度升高，將使?fàn)t渣粘度下降，從而改善脫硫條件。從熱力學(xué)角度考慮，溫 度升高將提奇脫硫反應(yīng)平衡常數(shù)；從動(dòng)力學(xué)角度考慮，將使渣一鋼界面元素的擴(kuò) 散速度加快，因而提髙溫度有利于脫硫。3.X2冶煉渣量當(dāng)熔渣組成一定時(shí)，其脫硫效率取決于渣量。在考慮合成渣用量時(shí)，必須注 意進(jìn)入包內(nèi)的氧化渣量、脫氧產(chǎn)物及包襯侵蝕量等影響，既要滿足合理的熔渣組 成要求，乂要滿足對(duì)渣量的要求，同時(shí)考慮到允許溫降。冶煉超低硫鋼時(shí)文獻(xiàn)推 薦的渣量為12ZOhg/tS】。國內(nèi)寶鋼為